CN113964869A - 一种分布式光伏发电并网控电系统 - Google Patents

一种分布式光伏发电并网控电系统 Download PDF

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Abstract

本发明公开一种分布式光伏发电并网控电系统，光伏发电模块用于吸收太阳能并转化为直流电能输出，并网逆变模块用于将光伏发电模块输出的直流电转化为交流电，稳压输出模块用于控制并入电网的输出电压，储能模块为稳压输出模块输出并网电压的余量转存和缺量补充提供存储源，内部互调模块用于多组不同发电量的光伏发电模块之间的电量均衡调控，监测报警模块用于监测光伏发电模块的工作状态和发电量；本发明通过稳压输出模块和储能模块之间的相互配合，使得光伏发电并入电网的电压得到稳定的调控，不会出现高电压导致电网输电线发热浪费电能和低电压断电的影响，并网电压稳定性高。

Description

一种分布式光伏发电并网控电系统
技术领域
本发明涉及并网控电技术领域，尤其涉及一种分布式光伏发电并网控电系统。
背景技术
分布式光伏发电特指在用户场地附近建设，运行方式以用户侧自发自用、多余电量上网，且在配电系统平衡调节为特征的光伏发电设施，分布式光伏发电遵循因地制宜、清洁高效、分散布局、就近利用的原则，充分利用当地太阳能资源，替代和减少化石能源消费，是一种新型的、具有广阔发展前景的发电和能源综合利用方式，不仅能够有效提高同等规模光伏电站的发电量，同时还有效解决了电力在升压及长途运输中的损耗问题；
光伏发电并网会根据所并的电网电压进行调整，而当光伏发电的电能满足不了所并电网的电压会导致供电不足，当远高于所并电网的电压会导致供电过剩使电网输电线过载发热消耗电能，造成较大的电能损耗，严重的会出现输电线承载不了导致烧毁的危险，并网时电压出现的大幅波动现象，影响电网的供电输出，严重的会存在断电的现象，影响电网供电，因此，本发明提出一种分布式光伏发电并网控电系统以解决现有技术中存在的问题。
发明内容
针对上述问题，本发明的目的在于提出一种分布式光伏发电并网控电系统，该分布式光伏发电并网控电系统通过稳压输出模块和储能模块之间的相互配合，使得光伏发电并入电网的电压得到稳定的调控，不会出现高电压导致电网输电线发热浪费电能和低电压断电的影响，并网电压稳定性高，同时内部互调模块可将电压输出量不同的光伏发电模块进行内部调节，使得分布式设置的多组光伏发电模块输出电压得到一致性的内部调控。
为实现本发明的目的，本发明通过以下技术方案实现：一种分布式光伏发电并网控电系统，包括光伏发电模块、并网逆变模块、稳压输出模块、储能模块、内部互调模块和监测报警模块，所述光伏发电模块用于吸收太阳能并转化为直流电能输出，所述并网逆变模块用于将光伏发电模块输出的直流电转化为交流电，所述稳压输出模块用于控制并入电网的输出电压，所述储能模块为稳压输出模块输出并网电压的余量转存和缺量补充提供存储源，所述内部互调模块用于多组不同发电量的光伏发电模块之间的电量均衡调控，所述内部互调模块与多组光伏发电模块连接，所述监测报警模块用于监测光伏发电模块的工作状态和发电量。
进一步改进在于：所述光伏发电模块分布有多组，所述光伏发电模块由光伏发电板和跟随式调节子模块组成，所述跟随式调子节模块根据一天中太阳的位置调节光伏发电板的光照角度。
进一步改进在于：所述并网逆变模块包含前馈解耦控制子模块和转化子模块，所述前馈解耦控制子模块用于消除光伏发电模块输出直流电受到的扰动，所述转化子模块将前馈解耦控制子模块处理后的直流电转变为交流电输出至电网中。
进一步改进在于：所述稳压输出模块包含电压拦截子模块和电压补充子模块，所述电压拦截子模块将并网逆变模块转化输出的交流电压高于所并电网电压的余量部分进行拦截并传输至储能模块中存储，所述电压补充子模块从储能模块中输出电压对并网逆变模块转化输出的交流电压进行补充使其与所并电网电压相同。
进一步改进在于：所述储能模块包含交流储能子模块和直流储能子模块，所述交流储能子模块用于将稳压输出子模块拦截的余量部分电压进行存储，所述直流储能子模块与光伏发电模块直连，用于从光伏发电输出阶段将余量部分直流电压进行存储。
进一步改进在于：所述内部互调模块包含电压检测子模块和电压互补子模块，所述电压检测子模块用于检测并网逆变模块处理前的直流输出电压，所述电压互补子模块用于在多组光伏发电模块后端的进入并网逆变模块不同的输出直流电压之间进行合理调控互补。
进一步改进在于：所述监测报警模块包含直流电压监测子模块、交流电压检测子模块和报警子模块，所述直流电压监测子模块与光伏发电模块输出端直连，用于监测光伏发电模块发电工作状态，所述交流电压监测子模块与稳压输出模块直连，用于监测并入电网的电压波动情况并监测并网逆变模块和稳压输出模块的工作状态，所述报警子模块用于在直流电压监测子模块和交流电压检测子模块监测到异常状态时及时报警提醒。
本发明的有益效果为：本发明通过稳压输出模块和储能模块之间的相互配合，使得光伏发电并入电网的电压得到稳定的调控，不会出现高电压导致电网输电线发热浪费电能和低电压断电的影响，并网电压稳定性高，同时内部互调模块可将电压输出量不同的光伏发电模块进行内部调节，使得分布式设置的多组光伏发电模块输出电压得到一致性的内部调控。
附图说明
图1为本发明实施例1系统架构图。
图2为本发明实施例2系统架构图。
具体实施方式
为了加深对本发明的理解，下面将结合实施例对本发明做进一步详述，本实施例仅用于解释本发明，并不构成对本发明保护范围的限定。
实施例1
根据图1所示，本实施例提供了一种分布式光伏发电并网控电系统，包括光伏发电模块、并网逆变模块、稳压输出模块、储能模块、内部互调模块和监测报警模块，光伏发电模块用于吸收太阳能并转化为直流电能输出，并网逆变模块用于将光伏发电模块输出的直流电转化为交流电，稳压输出模块用于控制并入电网的输出电压，储能模块为稳压输出模块输出并网电压的余量转存和缺量补充提供存储源，使得光伏发电并入电网的电压得到稳定的调控，不会出现高电压导致电网输电线发热浪费电能和低电压断电的影响，并网电压稳定性高，内部互调模块用于多组不同发电量的光伏发电模块之间的电量均衡调控，内部互调模块与多组光伏发电模块连接，监测报警模块用于监测光伏发电模块的工作状态和发电量。
光伏发电模块分布有多组，光伏发电模块由光伏发电板和跟随式调节子模块组成，跟随式调子节模块根据一天中太阳的位置调节光伏发电板的光照角度，确保光伏发电的太阳能吸收率。
并网逆变模块包含前馈解耦控制子模块和转化子模块，前馈解耦控制子模块用于消除光伏发电模块输出直流电受到的扰动，转化子模块将前馈解耦控制子模块处理后的直流电转变为交流电输出至电网中。
稳压输出模块包含电压拦截子模块和电压补充子模块，电压拦截子模块将并网逆变模块转化输出的交流电压高于所并电网电压的余量部分进行拦截并传输至储能模块中存储，电压补充子模块从储能模块中输出电压对并网逆变模块转化输出的交流电压进行补充使其与所并电网电压相同，提高分布式光伏发电并网电压的稳定性。
储能模块包含交流储能子模块和直流储能子模块，交流储能子模块用于将稳压输出子模块拦截的余量部分电压进行存储，直流储能子模块与光伏发电模块直连，用于从光伏发电输出阶段将余量部分直流电压进行存储，使得光伏发电并入电网的电压得到稳定的调控，不会出现高电压导致电网输电线发热浪费电能和低电压断电的影响。
内部互调模块包含电压检测子模块和电压互补子模块，电压检测子模块用于检测并网逆变模块处理前的直流输出电压，电压互补子模块用于在多组光伏发电模块后端的进入并网逆变模块不同的输出直流电压之间进行合理调控互补，将电压输出量不同的光伏发电模块进行内部调节，使得分布式设置的多组光伏发电模块输出电压得到一致性的内部调控。
监测报警模块包含直流电压监测子模块、交流电压检测子模块和报警子模块，直流电压监测子模块与光伏发电模块输出端直连，用于监测光伏发电模块发电工作状态，交流电压监测子模块与稳压输出模块直连，用于监测并入电网的电压波动情况并监测并网逆变模块和稳压输出模块的工作状态，报警子模块用于在直流电压监测子模块和交流电压检测子模块监测到异常状态时及时报警提醒。
实施例2
根据图2所示，本实施例提供了一种分布式光伏发电并网控电系统，包括光伏发电模块、并网逆变模块、稳压输出模块、储能模块、内部互调模块和监测报警模块，光伏发电模块用于吸收太阳能并转化为直流电能输出，并网逆变模块用于将光伏发电模块输出的直流电转化为交流电，稳压输出模块用于控制并入电网的输出电压，储能模块为稳压输出模块输出并网电压的余量转存和缺量补充提供存储源，使得光伏发电并入电网的电压得到稳定的调控，不会出现高电压导致电网输电线发热浪费电能和低电压断电的影响，并网电压稳定性高，内部互调模块用于多组不同发电量的光伏发电模块之间的电量均衡调控，内部互调模块与多组光伏发电模块连接，监测报警模块用于监测光伏发电模块的工作状态和发电量，监测报警模块包含数据共享模块。
光伏发电模块分布有多组，光伏发电模块由光伏发电板和跟随式调节子模块组成，跟随式调子节模块根据一天中太阳的位置调节光伏发电板的光照角度。
并网逆变模块包含前馈解耦控制子模块和转化子模块，前馈解耦控制子模块用于消除光伏发电模块输出直流电受到的扰动，转化子模块将前馈解耦控制子模块处理后的直流电转变为交流电输出至电网中。
稳压输出模块包含电压拦截子模块和电压补充子模块，电压拦截子模块将并网逆变模块转化输出的交流电压高于所并电网电压的余量部分进行拦截并传输至储能模块中存储，电压补充子模块从储能模块中输出电压对并网逆变模块转化输出的交流电压进行补充使其与所并电网电压相同，提高分布式光伏发电并网电压的稳定性。
储能模块包含交流储能子模块和直流储能子模块，交流储能子模块用于将稳压输出子模块拦截的余量部分电压进行存储，直流储能子模块与光伏发电模块直连，用于从光伏发电输出阶段将余量部分直流电压进行存储，使得光伏发电并入电网的电压得到稳定的调控，不会出现高电压导致电网输电线发热浪费电能和低电压断电的影响。
内部互调模块包含电压检测子模块和电压互补子模块，电压检测子模块用于检测并网逆变模块处理前的直流输出电压，电压互补子模块用于在多组光伏发电模块后端的进入并网逆变模块不同的输出直流电压之间进行合理调控互补，将电压输出量不同的光伏发电模块进行内部调节，使得分布式设置的多组光伏发电模块输出电压得到一致性的内部调控。
监测报警模块包含直流电压监测子模块、交流电压检测子模块和报警子模块，直流电压监测子模块与光伏发电模块输出端直连，用于监测光伏发电模块发电工作状态，交流电压监测子模块与稳压输出模块直连，用于监测并入电网的电压波动情况并监测并网逆变模块和稳压输出模块的工作状态，报警子模块用于在直流电压监测子模块和交流电压检测子模块监测到异常状态时及时报警提醒。
数据共享模块将直流电压监测子模块和交流电压检测子模块监测获得的数据同步发送至监管人员和相关工程人员的移动通讯设备上共享查看，以便于及时发现异常隐患并及时处理。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (7)

1.一种分布式光伏发电并网控电系统，其特征在于：包括光伏发电模块、并网逆变模块、稳压输出模块、储能模块、内部互调模块和监测报警模块，所述光伏发电模块用于吸收太阳能并转化为直流电能输出，所述并网逆变模块用于将光伏发电模块输出的直流电转化为交流电，所述稳压输出模块用于控制并入电网的输出电压，所述储能模块为稳压输出模块输出并网电压的余量转存和缺量补充提供存储源，所述内部互调模块用于多组不同发电量的光伏发电模块之间的电量均衡调控，所述内部互调模块与多组光伏发电模块连接，所述监测报警模块用于监测光伏发电模块的工作状态和发电量。
2.根据权利要求1所述的一种分布式光伏发电并网控电系统，其特征在于：所述光伏发电模块分布有多组，所述光伏发电模块由光伏发电板和跟随式调节子模块组成，所述跟随式调子节模块根据一天中太阳的位置调节光伏发电板的光照角度。
3.根据权利要求1所述的一种分布式光伏发电并网控电系统，其特征在于：所述并网逆变模块包含前馈解耦控制子模块和转化子模块，所述前馈解耦控制子模块用于消除光伏发电模块输出直流电受到的扰动，所述转化子模块将前馈解耦控制子模块处理后的直流电转变为交流电输出至电网中。
4.根据权利要求1所述的一种分布式光伏发电并网控电系统，其特征在于：所述稳压输出模块包含电压拦截子模块和电压补充子模块，所述电压拦截子模块将并网逆变模块转化输出的交流电压高于所并电网电压的余量部分进行拦截并传输至储能模块中存储，所述电压补充子模块从储能模块中输出电压对并网逆变模块转化输出的交流电压进行补充使其与所并电网电压相同。
5.根据权利要求1所述的一种分布式光伏发电并网控电系统，其特征在于：所述储能模块包含交流储能子模块和直流储能子模块，所述交流储能子模块用于将稳压输出子模块拦截的余量部分电压进行存储，所述直流储能子模块与光伏发电模块直连，用于从光伏发电输出阶段将余量部分直流电压进行存储。
6.根据权利要求1所述的一种分布式光伏发电并网控电系统，其特征在于：所述内部互调模块包含电压检测子模块和电压互补子模块，所述电压检测子模块用于检测并网逆变模块处理前的直流输出电压，所述电压互补子模块用于在多组光伏发电模块后端的进入并网逆变模块不同的输出直流电压之间进行合理调控互补。
7.根据权利要求1所述的一种分布式光伏发电并网控电系统，其特征在于：所述监测报警模块包含直流电压监测子模块、交流电压检测子模块和报警子模块，所述直流电压监测子模块与光伏发电模块输出端直连，用于监测光伏发电模块发电工作状态，所述交流电压监测子模块与稳压输出模块直连，用于监测并入电网的电压波动情况并监测并网逆变模块和稳压输出模块的工作状态，所述报警子模块用于在直流电压监测子模块和交流电压检测子模块监测到异常状态时及时报警提醒。
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